JPH01165726A - 金属ストリツプの張力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、金属ストリップの張力制御方法において、特
に、８続プロセスラインで処理される金属ストリップに
張力変動があった場合、この張力変動がプロセス部に波
及しないように張力制御する際に用いるのに好適な、金
属ストリップの張力制御方法の改良に関する。

【従来の技術】

一般に、焼鈍、めっき、酸洗等の処理を行う各種の連続
プロセスライン（連続処理ラインとも称する）において
は、処理対象である薄鋼帯等の金属ストリップをその長
手方向に搬送しながら、ライン中のプロセス部（処理部
とも称する）において各種処理を施している。このよう
な連続プロセスラインで、前記金属ストリップを良好に
処理するためには、ライン内、特にプロセス部に通板さ
れている金属ストリップに適切な張力を付与することが
重要である。金属ストリップに付与する張力が適正でな
く、例えば、連続焼鈍炉において焼鈍炉内を通板される
金属ストリップの張力が低い場合、該金属ストリップが
蛇行して金属ストリップの幅方向張力が不均一となって
板破断が生じたり、又、この蛇行が大きくなってストリ
ップ端部が焼鈍炉内壁に接触して板破断が生じるなどし
て、ライン停止に至る恐れがあり、一方、前記金属スト
リップの張力が高い場合、該金属ストリップに幅縮みや
ヒートバックリング等が発生したり、板破断が生じたり
する恐れがあるからである。 従って、プロセスラインを通板される金属ストリップに
適正な張力を付与するための張力制御技術については従
来から種々のものがあるが、ブライドルロールあるいは
ダンサロールを用いる技術が一般的に用知られており、
又、これらを併用することが多い。 例えば特開昭５２−７１３２０号公報には、入側ルーバ
と焼鈍炉との間にブライドルロール及びダンサロールを
併設して、炉内張力設定信号、ダンサロールの上下移動
駆動モータの電流フィードバック信号、及び、該ダンサ
ロールに設けられたテンションメータ（張力計）からの
実張力フィードバック信号を組合せてダンサロールの上
下動を制御して張力制御を行い、且つ、該ダンサロール
の位置を位置検出器で検出してその検出信号をフィード
バックして、該フィードバックされた検出信号を基に前
記ブライドルロールの速度制御を行う技術が開示されて
いる。 例えば前記公報記載の技術においては、入側ルーパが昇
降するとストリップ張力が変動し、この張力変動を吸収
し張力を目ｖＡｇｌにするためにダンサロールな上下に
移動させている。即ち、ストリップ張力が目標値より低
い値に変動した場合には、ダンサロールは下方に移動し
てこの変動を吸収し、又、前記目標値より高い値に変動
した場合には、前記ダンサロールは上方に移動して前記
ストリップの張力を前記目標値に維持しようとする。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、ダンサロールで金属ストリップの張力変
動を吸収しようとした場合、該ダンサロール自体の慣性
及び機械的損失によりその応答性が悪く、オーバーシュ
ートすることから、ダンサロールが一旦動き出すといつ
までも上下に動き続けて、即ちハンチングを生じ安定性
にかけるという問題がある。このようにダンサロールが
ハンチングした場合には微少な張力変動が生じ、プロセ
ス部例えば焼鈍炉内部の金属ストリップにこの張力変動
が伝播してしまうことになる。 ところで、最近は製鉄技術等の進歩により、炭素含有量
が１００１１１）ｌ以下の極低炭素鋼が製造されるよう
になっていると共に、各プロセスラインにおける搬送速
度の高速化が進んでいることからプロセス部が長大化さ
れる傾向にある。 このように、前記極低炭素鋼のような軟質材の処理が要
求されると共に、搬送速度が高速化してプロセス部が長
大化される状況下においては、前記のようにダンサロー
ルのハンチングにより金属ストリップに生じる張力変動
が大きな問題である。 このような問題に対して、ダンサロールを用いずにブラ
イドルロールのみで、プロセス内部の金属ストリップを
張力制御することが考えられる。 しかしながら、ブライドルロールは通常、駆動モータの
速度制御によりストリップ張力を制御しているので応答
性が高いという長所がある反面、金属ストリップの張力
が瞬間的に変動した場合にはこの張力変動を吸収するこ
とができないものである。この瞬間的な張力変動を吸収
するにはダンサロールが有効なものであるが、ダンサロ
ールには前記の如きハンチングが生じる問題がある。 従って、ダンサロールとブライドルロールの各々の長所
を生かした張力制御技術が要請されるが、従来はこのよ
うな技術はなく、金属ストリップの張力変動を完全に消
滅させ、且つ、瞬間的な張力変動も消滅させ得る技術が
ないという問題点があった。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、プロセス部の入側あるいはプロセス部内部で金属
ストリップの張力が変動した場合、この張力変動を完全
に消滅させてプロセス部の金属ストリップの張力を精度
良く目標張力に制御すると共に瞬間的な張力変動を応答
性良く消滅させ得る張力制御方法を提供することを目的
とする。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、複数本のブライドルロールに金属ストリップ
を巻き付けて、連続プロセスラインのプロセス部におけ
る該金属ストリップの張力を目標張力に制御する金属ス
トリップの張力制御方法において、前記複数本のブライ
ドルロールを前段及び後段の２群に分割し、この分割さ
れたブライドルロールの群間にダンサロールを配設して
、これらブライドルロール及びダンサロールに前記プロ
セス部入面で金属ストリップを通板させ、前記後段のブ
ライドルロール群出側の金属ストリップの張力を検出し
て、検出張力に基づき該金属ストリップの実張力が目標
張力となるように、各ブライドルロールを速度制御する
と共に、前記前段のブライドルロール群及び後段のブラ
イドルロール群前記ダンサロールの位置を変化させ、前
記ダンサロールの位置を検出して、検出位置に基づき、
該ダンサロールが所定の目標位置になるよう前記前段の
ブライドルロール群を速度制御することにより、前記目
的を達成したものである。

【作用】

本発明においては、連続プロセスラインのプロセス部に
おける金属ストリップの張力を目標張力に制御する方法
において、複数本のブライドルロールを前段及び後段の
２群に分割して、この分割−されたブライドルロールの
群間にダンサロールを配設して、これらブライドルロー
ル及びダンサロールに前記プロセス部入側で金属ストリ
ップを通板させ、前記後段ブライドルロール群出側の金
属ストリップの張力を検出して、検出張力に基づき、該
金属ストリップの実張力が目標張力となるように各ブラ
イドルロールを速度制御すると共に、前記前段のブライ
ドルロール群及び後段のブライドルロール群間の金属ス
トリップの張力が所定値になるように、前記ダンサロー
ルの位置を変化させ、前記ダンサロールの位置を検出し
て検出位置に基づき、該ダンサロールが所定の目標位置
になるように前記前段のブライドルロール群を速度制御
する。 従って、プロセス部入側あるいはプロセス部内の張力が
変動した場合ブライドルロールにより完全にこの張力変
動を吸収しプロセス部内の金属ストリップを目標張力に
制御できる。よって、プロセス部入側方向で生じた張力
変動がプロセス部に波及するのを完全に防止できると共
にプロセス部内の金属ストリップの張力に変動がなくな
り、金属ストップの処理を良好な条件下で行うことがで
きる。 又、該金属ストリップの張力が瞬間的に変動した場合は
ダンサロールで該張力変動を吸収しつつ、該ダンサロー
ルのハンチングを前段ブライドルロール群の速度ＭｆＪ
ｕにより防止することができる。 よって、プロセス部入側あるいはプロセス部内でストリ
ップ張力が瞬間的に変動しても、ダンサロールにハンチ
ングを生じることなく、応答性良くこの張力変動を消滅
させ、プロセス部内張力を目標張力に一定に維持するこ
とができる。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 この実施例は、第２図に示されるような連続焼鈍ライン
に金属ストリップ１０を搬送する際に、本発明方法を実
施し、連続焼鈍炉（特許請求の範囲に記載の「プロセス
部」に相当）１２内の金属ストリップ１０に適切な張力
を、後記張力制御装置１８で付与するようにしたもので
ある。 図の連続焼鈍ラインには、矢印Ａ方向で示す搬送方向に
従って、後流の金属ストリップ１０の張力を一定とする
ための入側ブライドルロール１４及び入側ルーバ１６と
、後流の連続焼鈍炉１２内の金属ストリップ１０の張力
を目標張力に制御するための張力制御装置１８と、予ｖ
ＡＩｆｐ、加熱帯、均熱帯、冷却帯を有する連続焼鈍炉
１２と、出側ブライドルロール２０とが備えられる。又
、この連続焼鈍ラインにおいては、前記張力制御装置１
８と、入側及び出側のブライドルロール１４．２って金
属ストリップ１０に逍切な張力が付与されるようになっ
ている。なお、図では、ブライドルロール２０が連続焼
鈍炉１２出側に設けられているが、炉内部にブライドル
ロールがある場合にも本発明を同様に実施して張力ｒｍ
ｍできる。 童１図に前記張力制御装置１８の詳細な構成を示す６図
のようにこの張力制御装ｒＩｔ１８は、４本のブライド
ルロール２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａ、２４Ｂを前段及び後
段の２群に分割しく以下、前段のブライダルロール２４
Ａ、２４Ｂを前段ブライドルロール群２６Ａといい、後
段のブライドルロール２４Ａ、２４Ｂをｆ＆段ブライド
ルロール群２６Ｂという）、この分割された前段及び後
段のブライドルロール群２６Ａ、２６Ｂの走間に、ダン
サロール２８を配設して金属ストリップ１０を通板させ
てＭ１’２焼鈍炉の金属ストリップ１ｏの張力を目標張
力に制御するものである。なお、図中符号２９Ａ〜２９
Ｄは通板される金属ストリップｌＯの搬送方向を変えて
、前段及び後段のブライドルロール群２６Ａ、２６Ｂと
後流へ金属ストリップ１０を導くための各デフレクタロ
ールである。 前記各ブライドルロール２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａ、２４
Ｂは駆動モータ３０Ａ、３０Ｂ、３２Ａ、３２Ｂで駆動
されるようになっている。このうち、駆動モータ３０Ａ
、３２Ａには、ブライドルロール２２Ａ、２４Ａの回転
速度を検出するための速度検出器３４．３６が設けられ
ている。なお、この速度検出器３４．３６には、パルス
ジェネレータを用いることができる。 前記後段ブライドルロール群２６Ｂ出側には、金属スト
リップ１０の山開張力、即ち、連続焼鈍炉１２内の張力
（以下、プロセス部張力という）を検出するための出側
張力検出器３７が設けられている。 前記ダンサロール２８は、巻き取りドラム３８に巻き取
られるロー１４０で吊下げられており、この巻き取りド
ラム３８をモータ４２で回転駆動することにより、前記
ダンサロール２８を昇降させて金属ストリップ１０の張
力を制御するようになっている。前記ドラム３８には、
このダンサロール２８の上下方向位置を検出するための
位置検出器４４が配設されている。なお、この位置検出
器４４には、巻き取りドラム３８の回転角からダンサロ
ール２８の上下方向位置を検出するためシンクロ発信機
を用いることができる。又、図中符号４６は前記ダンサ
ロール２８と重量バランスをとるための重り（バランス
ウェイト）である。 第３図は、前記張力制御装置１８で金属ストリップ１０
に目標張力を付与するように制御するための制御系を示
すブロック図である。この制御系は、金属ストリップ１
０の目標張力やダンサロール２８の目標位置等を設定す
るための設定部４８Ａと、各ブライドルロール２２Ａ、
２２Ｂ、２４Ａ、２４Ｂへ各駆動モータ３０Ａ、３０Ｂ
、３２Ａ、３２Ｂ及びダンサロール２８のモータ４２の
速度や、電流、電圧等の電源を制御するための駆動制御
部４８Ｂと、前記各駆動モータ３０Ａ、３０Ｂ、３２Ａ
、３２Ｂ及びモータ４２に前記駆動制御部４８Ｂの指令
に応じて電源を供給するための電源部４８Ｃとを有する
０、 前記設定部４８Ａには、この張力制御装置１８の出側に
おける金属ストリップ１０の張力、即ちプロセス部張力
の目標張力を設定するための出側張力設定器５０と、前
記金属ストリップ１０の出側目標速度を設定するための
出側速度設定器５２と、前記ダンサロール２８でこの張
力制御、装置１８内の金属ストリップ１０に付与すべき
目標張力を設定するためのダンサロール（Ｄ／Ｒ）張力
設定器５４と、前記ダンサロール２８の上下方向の目標
位置を設定するためのダンサロール位置設定器５６とが
備えられる。これら各設定器５０．５２．５４．５６に
は、金属ストリップ１０の処理条件や張力制御装置１８
の能力等を′Ｊ慮して各目標値を設定する。 前記駆動制御部４８Ｂにおいては、前記出側張力設定器
５０から出力される出側目標張力Ｔ２０に出側張力検出
器３７で検出された実張力Ｔ２がフィードバックされ、
これら張力の偏差（Ｔ２Ｏ−Ｔ２）が減算器５８で算出
されて張力制御器（ＡＴＲ）６０に入力される。該張力
制御器６゜は入力された張力偏差を後段ブライドルロー
ル群２６Ｂの速度を変化させて吸収するべく、該張力偏
差を速度信号に変換するものである。変換された速度信
号には、出側速度設定器５２で設定される目標速度ｖｏ
が加算器６２で加算され、速度検出器３６からのフィー
ドバック信号との差が第２の減算器６４でとられて速度
制御器（ＡＳＲ）６６に入力される。この速度制御器６
６は入力信号に基づき駆動モータ３２Ａ、３２Ｂを速度
制御して前記張力偏差（７２０Ｔ２）を吸収し、後段ブ
ライドルロール群２６Ｂの張力を一定に制御するもので
あり、この速度制御は、後記電圧制御器（ＡＶＲ）７２
で後段ブライドルロール群２６Ｂの駆動モータ３２Ａ、
３２Ｂの印加電圧を制御することにより行っている。即
ち、この速度制御器６６の出力ｍ１号には、電圧検出器
６８で検出された前記駆動モータ３２Ａ、３２Ｂの電圧
検出信号がフィードバックされて第３の減算器７０で減
算され、それら信号間の偏差が、電圧制御器７２に入力
される。そして、この電圧制御器７２は入力された信号
間の偏差に基づき、前記を源部４８Ｃの第１の電源装置
７４の出力電圧を制御して前記後段ブライドルロール群
２６Ｂ出側の金属ストリップ１０の張力を前記出側張力
設定器５０で設定された目猟張力Ｔｏｏに制御すると共
に、該金属ストリップの出側速度を目標速度とする。 ダンサロール２８で金属ストリップ１０に一定張力を付
与するためには、第１図においては一定の力でダンサロ
ール２８を図の上方向に引張る必要がある。そのため、
前記駆動制御部４８Ｂにはダンサロール２８を昇降させ
るモータ４２を定トルク制御する後記電流制御器（ＡＣ
Ｒ）７８、第２の電圧制御器８０、から主になるダンサ
ロールＭＷ系が設けられている。即ち、このダンサロー
ルのＭｔＸｌ系では、前記ダンサロール張力設定器５４
で設定された目標張力信号に、モータ４２の実電流の検
出信号をフィードバックして第４の減算器７６で目標張
力信号と電流検出信号との偏差を算出し、電流！ＩＪＪ
御器（ＡＣＲ３７８に入力する。 この電流制御器７８は、前記算出された偏差に応じて前
記モータ４２の電流を制御し、該モータ４２のトルクを
目標張力に一定に制御するものである。この電流制御器
７８は、モータ４２への入力電流を制御するため電流制
御信号を第２の電圧制御器８０に入力するものである。 この入力電流制御信号は、第５の減算器８２で実電圧と
の偏差が算出され、電８４８Ｃの第２の電源装置８４に
入力される。この第２の電源装置８４は、入力偏差に基
づき印加する電源を制御してモータ４２の駆動を制御す
ることにより、前段ブライドルロール群２６Ａと後段ブ
ライドルロール群２６Ｂとの間の張力が目標張力に一定
となるようにするものである。なお、図中符号８６は前
記モータ４２の実電流を検出する電流検出器、８８は同
じく電圧を検出する電圧検出器である。 又、前記駆動制御部４８Ｂには、前段ブライドルロール
群２６Ａの駆動モータ３０Ａ、３０Ｂを速度制御し金属
ストリップ１０の張力を制御するため、前記加算器６２
で加算し、その加算された前記張力Ｈａ器６０及び出側
速度設定器５２の制御量で、前記速度制御器６６、電圧
制御器７２、第１の電源装置７４、電圧検出器６８、第
３の減算器７０と同様の機能を有する、第２の速度ｉ９
Ｊ御器９０、第２の電圧制御器９２、第３の電源装置９
４、第３の電圧検出器９６と、第６の減′ｎ器９７で速
度制御するようになっている。そして、前記第２の速度
制御器９０に入力される制御量には、速度検出器３４で
検出される実速度信号がフィードバックされて第７の減
算器９８で減算され、その減算された制御量に応じて、
駆動モータ３０Ａ、３０Ｂを金属ストリップ１０の出側
速度を目標速度に＃Ｆｌｔｊしており、又、それと共に
、前記ダンサロール目標位置に対して、位置検出器４４
で検出されたダンサロールの現在位置の信号がフィード
バックされ、それら目標位置と現在位置の偏差が第８の
減算器１００で算出されて位置制御器１０２に入力され
る。この位置制御器１０２は入力偏差信号を前記第７の
減算器９８を介して第２の速度制御器９０に入力し、ダ
ンサロール２８が目標位置に戻るように駆動モータ３０
Ａ、３０Ｂの速度を制御するものである。 以下、実施例の作用を説明する。 今、第２図に示される入側ルーパ１６が作動して金属ス
トリップ１０の張力が急激に変動したとする。すると、
張力変動は急激なものでも、モータ４２を電流制御器７
８で定トルク制御して、ダンサロール２８をローブ４０
を介して一定の引張り力で支えるようにしているため、
該ダンサロール２８は、前記張力変動を打消すように上
下方向に応答性良く動き、前記急激な張力変動を完全に
吸収して、前段ブライドルロール群２６Ａ、後段ブライ
ドルロール群間における金属ストリップ１０の張力を一
定、に保つ、この際、張力が低下するように変動した場
合、前記ダンサロール２８は上方へ動き、一方、張力が
増大するように変動した場合、前記ダンサロール２８は
下方へ動く。 又、同時に、前記ダンサロール２８の上下方向位置を位
置検出器４４で検出し、この検出信号を第３図に示され
るダンサロール位ｒＲ，設定器５６から出力されるダン
サロールの目標位置と比較して、該ダンサロール２８の
位置を目標位置に戻すように、前段ブライドルロール群
２６Ａのブライドルロール２２Ａ、２２Ｂの速度を制御
する。これにより、ダンサロール２８がハンチングを生
ずることなく張力変動を吸収できる。 金属ストリップの入側張力の変動が緩慢である場合には
、出側張力検出器３７の検出張力に基づき、張力制御器
６０で後段ブライドルロール群２６Ｂ及び前段ブライド
ルロール群２６Ａの各々のブライドルロール２４Ａ、２
４Ｂ、２２Ａ、２２Ｂの回転速度を制御して前記張力変
動を打消し、金属ストリップ１０の出側張力即ちプロセ
ス部張力を設定器５０で設定された張力Ｔ２０となるよ
うに制御する。この場合、後段ブライドルロール群２６
Ｂはダンサロール２８の位置制御を伴う必要がないため
、それによる張力制御は応答性良く金属ストリップ１０
のプロセス部張力に反映できる。 又、・連続焼鈍炉１２内でプロセス部張力に変動が生じ
た場合にも、出側張力検出器３７でその張力変動を検出
して、前記と同様の制御により張力を目標張力に戻すこ
とができる。 なお、前記実施例においては前段、後段のブライドルロ
ール群２６Ａ、２６Ｂのブライドルロールを同数２本ず
つ設けていたが′、本発明により制御する張力制御装置
のブライドルロールはこのような構成に限定されるもの
ではなく、前段及び後段のブライドルロール群のブライ
ドルロールの本数を異なる本数で任意に選ぶことができ
る。例えば前段ブライドルロール群のブライドルロール
を１本とし、後段ブライドルロール群のブライドルロー
ルの本数を３本とする等できる。 又、前記実施例においては、張力制御装置のダンサロー
ル２８が金属ストリップ１０を巻きかけて上方へ引張り
つつその張力を制御する方式のものを用いていたが、本
発明を実施するためのダンサロールはこのようなものに
限定されず、金属ストップ１０を巻きかけて下方へ引張
る方式あるいは、横方向へ引張る方式のダンサロールを
用いて本発明を実施することができる。 更に、前記実施例においては、連続プロセスラインとし
て連続焼鈍ラインを例示したが本発明が実施される連続
プロセスラインはこれに限定されるものではない６例え
ば、めっき、酸洗を行う連続プロセスラインで本発明を
実施して金属ストリップの張力を一定に制御できる。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、プロセス部入側あ
るいはプロセス部内部で金属ストリップの張力が変動し
ても、完全にこの張力変動を吸収して金属ストリップ張
力を精度良く目標張力とすると共に、瞬間的な張力変動
を応答性良く消滅させることができる。従って、プロセ
ス部入側の張力変動がプロセス部へ波及するのを完全に
防止してプロセス部内の張力を目標張力に一定に維持す
ることができるため、連続プロセスライン、例えば焼鈍
、めっき、酸洗ライン等のプロセス部において、ストリ
ップの各処理を安定して行い得ると共に、極低炭素鋼等
の軟質材の処理や処理の高速化を達成できる等の優れた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る張力制御装置の詳細な梢
成を示す配置図、第２図は前記張力制御装置が設けられ
る連続焼鈍ラインの全体構成を示す配置図、第３図は前
記張力制御装置の制御系を示すブロック図である。 １０・・・金属ストリップ、 １２・・・連続焼鈍炉、　　１８・・・張力制御装置、
２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ ・・・ブライドルロール、 ２６Ａ・・・前段ブライドルロール群、２６Ｂ・・・後
段ブライドルロール群、２８・・・ダンサロール、 ３０Ａ、３０Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ・・・駆動モータ、３
４．３６・・・速度検出器、 ３７・・・出側張力検出器、　　４２・・・モータ、４
４・・・位置検出器、　　　　４８Ａ・・・設定部、４
８Ｂ・・・駆動制御部、　　　４８Ｃ・・・電源部、５
０・・・上側張力設定器、 ５２・・・出側速度設定器、 ５４・・・ダンサロール張力設定器、 ５６・・・ダンサロール位置設定器、 ６０・・・張力制御器、　　　　６６・・・速度制御器
、６８・・・電圧検出器、　　　　７２・・・電圧制御
器、７８・・・電流制御器、 ８０．９２・・・第２、第３の電圧制御器、８４．９４
・・・第２、第３の電源装置、８６・・・電流検出器、 ８８．９６・・・第２、第３の電圧検出器、９０・・・
第２の速度制御器 １０２・・・位置制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数本のブライドルロールに金属ストリップを巻
   き付けて、連続プロセスラインのプロセス部における該
   金属ストリップの張力を目標張力に制御する金属ストリ
   ップの張力制御方法において、前記複数本のブライドル
   ロールを前段及び後段の２群に分割し、この分割された
   ブライドルロールの群間にダンサロールを配設して、こ
   れらブライドルロール及びダンサロールに前記プロセス
   部入側で金属ストリップを通板させ、 前記後段のブライドルロール群出側の金属ストリップの
   張力を検出して、検出張力に基づき該金属ストリップの
   実張力が目標張力となるように各ブライドルロールを速
   度制御すると共に、 前記前段のブライドルロール群及び後段のブライドルロ
   ール群間の金属ストリップの張力が所定値になるように
   、前記ダンサロールの位置を変化させ、 前記ダンサロールの位置を検出して、検出位置に基づき
   、該ダンサロールが所定の目標位置になるよう前記前段
   のブライドルロール群を速度制御することを特徴とする
   金属ストリップの張力制御方法。